jueves, 2 de febrero de 2012

Ley de enfriamiento de Newton

En esta página, se simula una experiencia de laboratorio poco usual, la medida del calor específico de un cuerpo metálico empleando la ley del enfriamiento de Newton. Para ello, tenemos que conocer el calor específico de un cuerpo de las misma forma y dimensiones que tomamos como referencia.



Referencias

En esta página, se simula una experiencia de laboratorio poco usual, la medida del calor específico de un cuerpo metálico empleando la ley del enfriamiento de Newton. Para ello, tenemos que conocer el calor específico de un cuerpo de las misma forma y dimensiones que tomamos como referencia.

Ley del enfriamiento de Newton

enfriamiento1.gif (3517 bytes) Cuando la diferencia de temperaturas entre un cuerpo y su medio ambiente no es demasiado grande, el calor transferido en la unidad de tiempo hacia el cuerpo o desde el cuerpo por conducción, convección y radiación es aproximadamente proporcional a la diferencia de temperatura entre el cuerpo y el medio externo.

Donde a es el coeficiente de intercambio de calor y S es el área del cuerpo.

Si la temperatura T del cuerpo es mayor que la temperatura del medio ambiente Ta, el cuerpo pierde una cantidad de calor dQ en el intervalo de tiempo comprendido entre t y t+dt, disminuyendo su temperatura T en dT.

dQ=-m·c·dT

donde m=r V es la masa del cuerpo (r es la densidad y V es el volumen), y c el calor específico.

La ecuación que nos da la variación de la temperatura T del cuerpo en función del tiempo es

o bien,

Integrando esta ecuación con la condición inicial de que en el instante t=0, la temperatura del cuerpo es T0.

Obtenemos la relación lineal siguiente.

ln(T-Ta)=-k·t +ln(T0-Ta)

Despejamos T

Ejemplo: Determinar el calor específico del Hierro conocido el calor específico del Aluminio.

  1. Sustancia de referencia Aluminio
  • Temperatura inicial T0=100ºC
  • Tamaño de la muestra d=10 cm
  • Valor de la pendiente kAl=0.00530
  • Densidad rAl=2700 kg/m3
  • Calor específico cAl=880 Jl/(K·kg)
  1. Sustancia Hierro
  • Temperatura inicial T0=100ºC
  • Tamaño de la muestra d=10 cm
  • Valor de la pendiente kx=0.00355
  • Densidad rx=7880 kg/m3.
  • El calor específico del Hierro es

Aki teneis la dirreccion de la pagina :http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/enfriamiento/enfriamiento.htm

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